制开关解决人类活动对流域持水能力的改变后对水文模拟的影响 问题，以适应在人类活动影响条件下的水文模拟及预报的要求。
[0082] 本发明具备计算时间短，参数易率定，适应性强，计算结果精确度高的优点。
[0083] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的 保护范围。
【主权项】
1. 一种有限元控制的分布式水文模型的建模方法，其特征在于，包括步骤： 将流域进行有限元划分，生成流域内的有限元分布； 根据所述划分的有限元生成有限元模型； 根据所述有限元模型通过河网汇流生成有限元控制的分布式水文模型。2. 根据权利要求1所述有限元控制的分布式水文模型的建模方法，所述有限元划分是 依据流域下垫面属性及雨量站控制密度进行的，每个有限元内具有相同或近似的下垫面属 性，其中，一个有限元通过一个雨量站进行控制，一个雨量站控制不同属性的有限元，有限 元面积集合等于流域面积。3. 根据权利要求1所述有限元控制的分布式水文模型的建模方法，所述的有限元划分 是依据流域河网结构进行的，根据流域河网汇流特性按河流分叉划分汇流节点，其中，当流 域河网汇流出现多级分叉时对应划分出多级节点，在汇流节点以上，根据流域下垫面属性 及雨量站控制划分有限元，各有限元通过河网组成流域有限元分布。4. 根据权利要求1所述有限元控制的分布式水文模型的建模方法，所述有限元模型是 物理水文模型，利用三水源计算产流且利用线性水库计算坡面汇流，每个有限元具有单一 的下垫面属性，有限元生成的有限元模型有着独立而特定的模型参数，其中： 水面有限元蒸散发折算系数K取0. 8-0. 9,流域蓄水容量分布曲线指数B为1，深层散 发系数C为0,流域平均张力水容量WM为0_，上层张力水容量WUM为0_，下层张力水容量 WLM为0mm，不透水面积比例为1，流域平均自由水容量SM为0mm，流域自由水容量分布曲线 指数为1 ; 丘陵有限元蒸散发折算系数K取0. 8-0. 9,流域蓄水容量分布曲线指数B为0. 33,深层 散发系数C为0? 15,流域平均张力水容量WM取160-200mm，上层张力水容量WUM取15-25mm， 下层张力水容量WLM取60-100mm，不透水面积比例为0. 01，流域平均自由水容量SM为 40-70mm，流域自由水容量分布曲线指数为1 ; 山地有限元蒸散发折算系数K取0. 8-0. 9,流域蓄水容量分布曲线指数B为0. 33,深层 散发系数C为0. 15,流域平均张力水容量WM取180-220mm，上层张力水容量WUM取15-35mm， 下层张力水容量WLM取60-100mm，不透水面积比例为0. 01，流域平均自由水容量SM为 40-60mm，流域自由水容量分布曲线指数为1 ; 平原有限元蒸散发折算系数K取0. 8-0. 9,流域蓄水容量分布曲线指数B为0. 33,深层 散发系数C为0. 15,流域平均张力水容量WM取140-180mm，上层张力水容量WUM取15-25mm， 下层张力水容量WLM取60-100mm，不透水面积比例为0. 01，流域平均自由水容量SM为 45-75mm，流域自由水容量分布曲线指数为1 ; 农田有限元蒸散发折算系数K取0. 8-0. 9,流域蓄水容量分布曲线指数B为0. 33,深层 散发系数C为0? 15,流域平均张力水容量WM取190-230mm，上层张力水容量WUM取30-50mm， 下层张力水容量WLM取80-120mm，不透水面积比例为0. 01，流域平均自由水容量SM为 55-85mm，流域自由水容量分布曲线指数为1 ; 森林有限元蒸散发折算系数K取0. 8-0. 9,流域蓄水容量分布曲线指数B为0. 33,深层 散发系数C为0? 15,流域平均张力水容量WM取180-220mm，上层张力水容量WUM取20-40mm， 下层张力水容量WLM取60-100mm，不透水面积比例为0. 01，流域平均自由水容量SM为 50-70mm，流域自由水容量分布曲线指数为1 ; 草地有限元蒸散发折算系数K取0. 8-0. 9,流域蓄水容量分布曲线指数B为0. 33,深层 散发系数C为0? 15,流域平均张力水容量WM取180-220mm，上层张力水容量WUM取20-40mm， 下层张力水容量WLM取60-100mm，不透水面积比例为0. 01，流域平均自由水容量SM为 45-75mm，流域自由水容量分布曲线指数为1 ; 城镇有限元蒸散发折算系数K取0. 8-0. 9,流域蓄水容量分布曲线指数B为0. 33,深层 散发系数C为0. 15,流域平均张力水容量WM取120-180mm，上层张力水容量WUM取10-20mm， 下层张力水容量WLM取55-85mm，不透水面积比例为0. 4-0. 6,流域平均自由水容量SM为 35-55mm，流域自由水容量分布曲线指数为1。5. 根据权利要求4所述有限元控制的分布式水文模型的建模方法，所述有限元模型通 过河网汇流生成有限元控制的分布式水文模型，模型输出成果为流域出口的径流过程及水 位过程，河网汇流利用线性水库或马斯京干法调节演算。6. 根据权利要求1所述有限元控制的分布式水文模型的建模方法，所述流域有限元分 布是可变动的，当流域下垫面的属性发生变化或流域的降水站控制密度发生改变时，可调 整流域的有限元分布，有限元控制的分布式水文模型则根据新的流域内的有限元分布进行 组合，其中，各类有限元模型的参数不变，调整后的有限元面积集合不变。7. 根据权利要求4所述有限元控制的分布式水文模型的建模方法，所述有限元模型中 的流域蓄水能力参数是可变动的，当改变了下垫面的持水能力时，通过地下水埋深与蓄水 容量关系对应修正有限元模型的蓄水容量参数。8. 根据权利要求6所述有限元控制的分布式水文模型的建模方法，所述有限元分布的 调整是通过有限元分布控制开关实现的。9. 根据权利要求7所述有限元控制的分布式水文模型的建模方法，所述的有限元模型 参数的变动是通过有限元模型控制开关实现的。10. 根据权利要求7所述有限元控制的分布式水文模型的建模方法，所述地下水埋深 与蓄水容量的关系是通过流域内有限元的地下水代表站与不同地下水埋深的有限元模型 建立的，且每个有限元模型都具有对应的蓄水容量参数，地下水埋深与蓄水容量关系参数 如下： 平原地区流域平均张力水容量WM为150_时，地下水埋深I. 4-2m ;WM为160_时，地 下水埋深2-2. 5m ;WM为180mm时，地下水埋深2. 5-6m ;WM为200mm时，地下水埋深6-8m ;WM 大于200mm时，地下水埋深大于8m ; 山丘及高地流域平均张力水容量WM为150mm时，地下水埋深7-8. 5m ;WM为160mm时，地 下水埋深8. 5-10m ;WM为180mm时，地下水埋深10-14m ;WM为200mm时，地下水埋深14-18m ; 丽大于200mm时，地下水埋深大于18m〇
【专利摘要】本发明提供一种基于有限元控制的分布式水文模型的建模方法，步骤包括流域有限元的划分，有限元模型的生成以及有限元控制的分布式水文模型的生成。有限元的划分从流域雨量站的控制密度，下垫面属性，流域汇流特征上考虑了流域水文现象的线性尺度。有限元模型是下垫面属性相同或相似的物理水文模型，按照流域的河网分布，通过河网汇流组成有限元控制的分布式水文模型。利用有限元分布控制开关调整人类活动导致的流域下垫面属性的改变，利用有限元模型参数控制开关调整人类活动所导致的流域蓄水能力的改变，以适应在人类活动影响条件下的水文模拟及预报的要求。本发明具备计算时间短，参数易率定，适应性强，计算结果精确度高等优点。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105160121
【申请号】CN201510593316
【发明人】赵天佑, 谢润起, 李致家, 于福民, 张强, 李忠, 柴雅彬, 王勇, 吴逊, 秦嘉迎, 王小琛
【申请人】天津市水文水资源勘测管理中心
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月17日